定 價:49.8 元
叢書名:新工科暨卓越工程師教育培養(yǎng)計劃電子信息類專業(yè)系列教材
- 作者:鄭宏興,王莉 著
- 出版時間:2020/10/1
- ISBN:9787568065566
- 出 版 社:華中科技大學出版社
- 中圖法分類:O441.4
- 頁碼:304
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
本書為普通高等教育“新工科暨卓越工程師教育培養(yǎng)計劃電子信息類專業(yè)系列教材”,共分為九章內容,分別闡述了矢量分析與場論、靜態(tài)電場和磁場、電介質和磁介質、時變電磁場、平面電磁波、導行電磁波、電磁波輻射和散射、邊值問題及數值方法、最后介紹了近幾年快速發(fā)展的電磁波在生物醫(yī)學工程中的應用。
本書盡量避免與《大學物理》電磁學內容重復,電磁波概念明確,避免繁雜的數學推導,注重電磁場與電磁波的理論與實際應用相結合。為便于自主學習,書中附有相應的習題作為復習鞏固學習內容和練習。
本書可作為高等學校本科通信和電子信息類等專業(yè)的“電磁場與電磁波”課程教材,也可供相關專業(yè)科技人員學習參考。
與現有教材的不同之處在于配套的多媒體動畫和課件可作為教學和自學的輔助材料,還配合工程教育認證,附有較深層次的基礎理論課導引、教學目標達成對比,以及適合大學生“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”訓練的研究性課題,檢驗畢業(yè)目標達成等內容。
自從麥克斯韋電磁理論體系的建立,對現代文明產生重大影響,成為指導現代電工和電子技術的理論基礎,F代電工和電子技術如廣播、電視、衛(wèi)星、遙感、測控、電子監(jiān)測等方面,均已離不開電磁場與電磁波的“影子”。學習這門課程,對培養(yǎng)學生嚴謹的學習態(tài)度、逆向思維以及創(chuàng)新能力等,都起著非常重要的作用。因此,高等學校都把“電磁場與電磁波”作為電類專業(yè)的必修課程。
本書共分九章內容。第一章討論了矢量分析與場論的基本知識,為深入研究本書的后續(xù)內容打下必要的數學基礎。第二和第三章闡述了靜態(tài)場基本性質及其與媒質的相互作用,分別從靜態(tài)電場、恒定電流和恒定磁場等方面進行深入淺出地講解。第四、五章描述了時變電磁波和平面電磁波的基礎理論及其有關應用,揭示了電磁波在自由空間中的傳播特性,極化作為電磁波不同于其它波動過程的典型物理特性,在第五章進行了分析。第六章講述了電磁波在波導中的傳播,在研究導行電磁波過程中介紹了關于波導和傳輸線的基本理論。對于開設后續(xù)課程《微波技術與天線》的專業(yè),這一章內容可以選學。第七章著重講述了電磁波的輻射、傳播與散射,在無線通信專業(yè)看來,無疑是非常重要的,這一內容解釋了作為無線信號載體的電磁波傳播的特性,而在研究電磁波輻射時,還簡要地討論了天線的輻射原理。第八章介紹靜態(tài)場的邊值問題和麥克斯韋方程組的數值求解方法,介紹了有限元法、時域有限差分法和矩量法。第九介紹了近幾年快速發(fā)展的電磁學生物醫(yī)學工程應用。便于讀者了解電磁學的最新應用進展,還在第三章的最后介紹了人工電磁媒質。書后附錄給出了常用的數學公式,以便查閱。
本書是由作者在河北工業(yè)大學工作期間的講義改編,在講義的編寫過程中得到了天津職業(yè)技術師范大學電子工程學院孫程光、張鳳山和馬寧三位博士的鼎力相助,他們提供了部分講義素材,最后由編者統(tǒng)稿和整理成書。在編寫過程中,得到了河北工業(yè)大學電子信息工程學院電磁場與微波課程組全體老師們的大力支持與幫助,在此表示衷心感謝。
由于時間倉促,加上作者學識水平有限,書中難以避免不足、錯誤和疏漏之處,熱誠歡迎廣大讀者給予批評和指正。
鄭宏興,男,教授,博士生導師。2002年于西安電子科技大學獲工學博士學位,研究專業(yè)電磁場與微波技術。2001-2005年在香港城市大學無線通信研究中心工作,分別任助理研究員、研究員。研究方向為計算電磁學、天線和微波毫米波電路。2016年加入河北工業(yè)大學電子信息工程學院。
第1章 矢量分析與場論
1.1 矢量及其空間投影
1.2 矢量代數
1.3 標量場和矢量場
1.4 矢量微分算子
1.5 標量場的梯度
1.6 矢量場的散度定理
1.7 矢量場的旋度與斯托克斯定理
1.8 亥姆霍茲定理
1.9 本章小結
習題
第2章 靜態(tài)電磁場
2.1 電場強度和電位移
2.2 真空中的靜電場方程
2.3 標量位和矢量位
2.4 導體系統(tǒng)的電容
2.5 電場力做功
2.6 恒定電流場
2.7 真空中的恒定磁場
2.8 磁位
2.9 恒定磁場的計算
2.10 磁場力
2.11 靜態(tài)場工程應用實例
2.12 本章小結
習題
第3章 電介質和磁介質
3.1 電介質的極化
3.2 介質中的靜電場方程
3.3 靜電場的邊界條件
3.4 靜態(tài)電場的能量
3.5 介質的磁化
3.6 恒定磁場的邊界條件
3.7 磁場的能量
3.8 復雜介質的電磁特性
3.9 人工電磁介質——超穎材料(Metamaterials)
3.10 本章小結
習題
第4章 時變場與時諧場
4.1 電磁感應
4.2 位移電流
4.3 麥克斯韋方程組
4.4 時變電磁場的邊界條件
4.5 能流密度矢量和能量定理
4.6 矢量位和標量位
4.7 時變電磁場唯一性定理
4.8 時諧電磁場
4.9 本章小結
習題
第5章 平面波極化與衰減
5.1 理想介質中的平面電磁波
5.2 電磁波的極化特性
5.3 平面電磁波的反射與透射
5.4 有耗介質中的均勻平面波
5.5 本章小結
習題
第6章 導行與諧振
6.1 導行電磁波的一般特性
6.2 矩形波導
6.3 矩形波導中的TE10模
6.4 同軸線
6.5 諧振腔
6.6 傳輸線基礎
6.7 本章小結
習題